MICRONUTRIENTES EM PLANTAS - DCS

FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE
PLANTAS NO AGRONEGÓCIO
1. NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS
Prof. Valdemar Faquin
2. DIAGNOSE DO ESTADO NUTRICIONAL DAS
PLANTAS
Prof. Valdemar Faquin
3. ABSORÇÃO FOLIAR E PRINCÍPIOS DE ADUBAÇÃO
FOLIAR
Prof. Ciro A. Rosolem (UNESP/Botucatu-SP)
Prof. Valdemar Faquin
NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS
PROGRAMA
1. INTRODUÇÃO
2. ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO
3. EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E FUNÇÕES DOS
NUTRIENTES
4. ELEMENTOS ÚTEIS E ELEMENTOS TÓXICOS
5. NUTRIÇÃO E QUALIDADE DOS PRODUTOS
AGRÍCOLAS
6. VISITA À HIDROPONIA DO DCS
C IÊ N C I A D O
NUTRIÇÃO MINERAL DE
PLANTAS
VALDEMAR FAQUIN1
1Professor
Titular, DCS/UFLA, Lavras-MG
S O L O
1/T
INTRODUÇÃO
LUZ
CO2
H2O
Pl/ clorof.
(M)
Enz.
(M)
Compostos Enz.
Simples
(M)
Compostos Enz. Compostos
Complexos
Simples
(M)
CO2
H2O
M = nutriente
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Outros
Humanos
Alimento
Animais
Organismos
Ainda: madeira, energia, celulose, medicamentos, corantes, resinas…
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
2/T
Matéria Seca


C, H e O - 90 a 95% do total
Minerais - 5 a 10% do total
Elementos Essenciais



Compõe compostos orgânicos
Participa de reações
Na ausência a planta não vive
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
3/T
ELEMENTOS ESSENCIAIS E BENÉFICOS EM PLANTAS
Elementos minerais essenciais
Elementos minerais benéficos
Elementos não minerais essenciais
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
4/T
Macronutrientes (kg ha-1)

N, P, K, Ca, Mg e S
Micronutrientes (g ha-1)

B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn (Co, Ni)
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
5/T
Absorção, Transporte e Redistribuição


DEFINIÇÕES
ABSORÇÃO RADICULAR
(APOPLASTO)
(SIMPLASTO)
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Faquin (2001)
Nutrição Mineral de Plantas
6/T
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Peres (2005)
<http://orion.cpa.unicamp.br/sbfv/arquivos/aulas/grad01/05__nutricao_mineral/NutricaoMineral.pdf >
Nutrição Mineral de Plantas
7/T
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Peres (2005)
<http://orion.cpa.unicamp.br/sbfv/arquivos/aulas/grad01/05__nutricao_mineral/NutricaoMineral.pdf >
CINÉTICA DA ABSORÇÃO IÔNICA

ABSORÇÃO SEGUE MODELO MATEMÁTICO
Figura 2.7
μmoles H2PO4- L-1
μmoles H2PO4- g-1 (MS) h-1
EQUAÇÃO DE MICHAELIS E MENTEN

v = Vmax . [M] / Km . [M]

v = velocidade de absorção

[M] = concentração externa de M

Vmax = velocidade máxima de abs.
= carregador saturado com M

Km = Constante de Michaelis
= [M] ext = Vmax / 2
= medida afinidade Carregador para M
= quanto < Km, > afinidade
μmoles H2PO4- g-1 (MS) h-1
Vmax
Vmax/2
Km
μmoles H2PO4- L-1
μmoles H2PO4- g-1 (MS) h-1
Vmax
Vmax/2
Km
μmoles H2PO4- L-1
μmoles H2PO4- g-1 (MS) h-1
Vmax
Vmax
Vmax/2
Vmax/2
Km
Km
μmoles H2PO4- L-1
PORTANTO:

Km e Vmax:
= Parâmetros cinéticos
= Características da planta
= Conferem > ou < absorção
 Desejável => < Km e > Vmax
CONCENTRAÇÃO MÍNIMA

Planta não esgota M da solução
=> reduz à concentração mínima = Cmin
=> Cmin = [M] solução onde v = 0
=> Cmin = outro parâmetro cinético

Desejável: Vmax → >
Km
→ <
Cmin → <
[P] NA SOLUÇÃO μmol L-1
Figura 2.10
TEMPO DE ABSORÇÃO (HORAS)
Nutrição Mineral de Plantas
8/T
Fatores que afetam a absorção radicular
Fatores Externos
Fatores da Planta
-DISPONIBILIDADE
-AERAÇÃO
-UMIDADE
-TEMPERATURA
-PRÓPRIO ÍON
-OUTROS ÍONS
-pH
-MICORRIZAS
-FLUXO DE MASSA
-DIFUSÃO
-POTENCIAL GENÉTICO (Km, Vmax e Cmin)
-ESTADO IÔNICO CÉLULA
-CARBOIDRATOS
-TRANSPIRAÇÃO
-MORFOLOGIA SIST. RADICULAR (área
radicular)
Concentração na superfície da raiz
Capacidade de absorção
ABSORÇÃO
RADICULAR
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Clarkson (1985)
Nutrição Mineral de Plantas
11/T
Transporte e Redistribuição


TRANSPORTE
 Radial
 Longa distância
REDISTRIBUIÇÃO
Nutrientes
Redistribuição
Sintomas Visuais de
Deficiência Ocorre:
N, P, K e Mg
Móveis
folhas velhas
S, Cu, Fe, Mn, Zn e Mo
pouco móveis
folhas novas
B e Ca
Imóveis
folhas
novas
e
meristemas
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
12/T
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS E EXPORTAÇÃO
DE NUTRIENTES
 DEFINIÇÕES
 EXIGÊNCIAS:
 MACROS: N>K>Ca>Mg>P=S
 MICROS: Fe>Mn>Zn>Cu>B>Mo
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: 1Malavolta et al.(1997); 2EMBRAPA SOJA (2004); 3Malavolta & Violante Netto (1989); 4Faquin &
Andrade (2004).
Nutrição Mineral de Plantas
13/T
Crescimento
2664
Parte aérea total
1540
140
1320
120
1100
100
880
2442
Folhas
2220
Caule e Ramos
1998
Flores e Frutos
1776
1332
kg/ha
1554
g/planta
g/planta
2640
220
2420
200
2200
180
1980
160
1760
1110
66080
888
44060
220
40
0
20
12
666
444
24
0
12
36
48
60
Dias após a emergência
24
36
48
60
72
84
222
0
72
84
Dias após a emergência
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
6
Nutrição Mineral de Plantas
14/T
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
70
kg de N/ha
kg de P/ha
9
60
8
50
5 40
30
4
Parte aérea total
7
Folhas
6
Caule e Ramos
5
Flores e Frutos
4
3
20
2
3
10
1
2 0
0
12
24
36
48
60
72
84
12
72
84
24
36
48
60
72
84
1
0
12
24
36
48
60
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas
15/T
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
140
70
kg de K/ha
kg de Ca/ha
120
60
6
Parte aérea total
100
50
Folhas
580
40
Caule e Ramos
60
30
Flores e Frutos
4
40
20
320
10
0
0
2
12
24
36
48
60
72
12
84
24
36
48
60
72
84
1
0
12
24
36
48
60
72
84
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
Nutrição Mineral de Plantas
16/T
Acúmulo de MACRONUTRIENTES
kg de Mg/ha
16
6
kg de S/ha
6
14
5
Parte aérea total
12
Folhas
5 10
4
Caule e Ramos
8
3
Flores e Frutos
4
6
2
3 4
1
2
2
0
0
12
24
36
48
60
72
84
12
24
36
48
60
72
84
1
0
12
24
36
48
60
72
84
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Solis (1982)
FUNÇÕES DOS NUTRIENTES
(tipos de funções)
a) ESTRUTURAL  COMPONENTE DE COMPOSTOS
- N – a.a.; proteinas ....
- Mg – clorofila
b) CONSTITUINTE DE ENZIMAS (COFATOR)
- Grupo prostético => Mo – Redutase do Nitrato
=> Fe – Citocromos
c) ATIVADOR ENZIMÁTICO
- Cofator metálico => Mg2+; K+; Mn2+; Zn2+
- Coenzimas => NAD; NADP (reações de oxi-redução)
Nutrição Mineral de Plantas
17/T
Funções dos Nutrientes
M
ESTRUTURAL
GRUPO PROSTÉTICO
M
M
ATIVADOR
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Malavolta et al. (1997)
Nutrição Mineral de Plantas
18/T
NITROGÊNIO

FONTE: ATMOSFERA = gasoso

PLANTA: N-NO3- e N-NH4+

PROCESSOS:

FIXAÇÃO BIOLÓGICA

FIXAÇÃO INDUSTRIAL

FIXAÇÃO ATM
C IÊ N C I A D O S O L O
Nutrição Mineral de Plantas
NITROGÊNIO
19/T
FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO (FBN)

SISTEMA SIMBIÓTICO (+ importante)

LEGUMINOSA x RIZÓBIO

BACTÉRIA = Nitrogenase (Nase)

Nase = Fe e Mo (N2 gasoso
2 NH3)
C IÊ N C I A D O S O L O
NITROGENASE (Nase)

Complexo enzimático → 2 sub-unidades
=> Fe-proteína (4 Fe + 4 S)
=> Fe-Mo-proteína (24 Fe + 2 Mo)

Outros nutrientes:
- P e Mg (ATP)
- Ca
- Co
→
→
nodulação
cobalamina
→ leg-hemoglobina
Nutrição Mineral de Plantas

MOLIBDÊNIO
79/T
Nitrogenase (FBN)
COMPLEXO DA ENZIMA NITROGENASE
FerredoxinaOX
Fe-proteína
MoFe-proteína
FeRED
MoFeOX
2NH3, H2
MoFeRED
N2, 8H+
FeOX
MoFeOX
FeOX
FerredoxinaRED
16 ATP
16 ADP + 16Pi
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Taiz e Zeiger (2004)
REAÇÕES METABÓLICAS DA FBN NOS BACTERÓIDES
(MENGEL & KIRBY,1987)
Nutrição Mineral de Plantas
NITROGÊNIO
20/T
NITROGÊNIO NA PLANTA
ABSORÇÃO:
FUNÇÕES

NO3-; NH4+; uréia; N2
DO N:
90% - N orgânico (80% proteinas, 10% ác. nucl.)
 Função estrutural

a.a.; proteinas; enzimas; coenzimas; clorofila;
DNA e RNA; ATP; hormônios; etc
C IÊ N C I A D O S O L O
REDUÇÃO ASSIMILATÓRIA DO NO3-

NO3- → forma absorvida (oxidada)

R-NH2 → compostos orgânicos (reduzida)

NO3- → reduzido → NH4+ → assimilado
1º PASSO: OCORRE NO CITOPLASMA
REDUTASE DO NITRATO

NO3-
NO2- (nitrito)
(RNO3-)
 RNO3-
→
contém Fe e Mo
Nutrição Mineral de Plantas

MOLIBDÊNIO
80/T
Redutase do Nitrato
H+
NAD(P)H
FAD
NAD(P)+
FADH2
2 citocromo-b Fe2+
2 citocromo-b Fe3+
Mo6+
NO2- + H2O
Mo4+
NO3-
C IÊ N C I A D O S O L O
Fonte: Adaptado de Mengel e Kirkby (2001)
2º PASSO: OCORRE NOS CLOROPLASTOS
REDUTASE DO NITRITO

NO2-
 RNO2-
(RNO2-)
NH4+
→ CONTÉM Fe e S
REDUÇÃO DO NITRATO E DO NITRITO
SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE
NITROGÊNIO
 MÓVEL => FOLHAS VELHAS
 CLOROSE GENERALIZADA NO LIMBO
FOLIAR